Сущность взрывного рыхления состоит в отделении определенного объема горных пород от массива и дроблении их до заданной крупности.
Методы взрывных работ
РЫХЛЕНИЕ ПОРОД ВЗРЫВАМИ
Комплекс горных работ, выполняемый для подготовки горных пород к выемке с использованием взрывов, носит название буровзрывных работ (БВР).
Различают первичные и вторичные БВР. К первичным относят работы по отделению пород от массива и их дробление. Вторичные БВР – дробление негабарита, выравнивание подошвы уступа, отбойка козырьков, нависей – предназначены для устранения дефектов первичных. Процесс подготовки горных пород буровзрывным способом характеризуется качеством рыхления, формой развала пород, степенью обеспеченности экскаваторов взорванной массой и частотой взрывов.
К взрывным работам на карьерах предъявляются технологические требования: безопасности и экономичности; обеспечения достаточной степени дробления при сохранении сортности и качества полезного ископаемого; соответствия размеров и формы развала взорванной породы параметрам применяемого горно-выемочного и транспортного оборудования; обеспечения бесперебойной и производительной работы карьера.
Степень дробления пород и подготовленности забоя к экскавации характеризуются размерами кусков взорванной породы. На карьерах руководствуются следующими зависимостями между крупностью кусков пород и параметрами горного и транспортного оборудования:
- для одноковшовых экскаваторов и фронтальных погрузчиков
где С – максимально допустимый линейный размер взорванной породы, м;
Е – вместимость ковша экскаватора или погрузчика, м3;
- для автосамосвалов и ж.д. вагонов
где V – вместимость кузова транспортного средства, м3;
- для ленточных конвейеров
где Вк – ширина ленты конвейера, мм;
- для бункеров и приемных отверстий дробилок
где bд минимальный размер приемного отверстия бункера или дробилки, мм.
При последовательном приеме горной массы различными машинами, работающими в едином выемочно-транспортном комплексе, например – экскаватор – автосамосвал – дробилка, максимальный размер кондиционного куска принимается по наименьшему значению С для данного набора машин.
Выполнение требований по эффективному ведению БВР на карьерах достигается правильным выбором методов и параметров взрывных работ и рациональной их организацией.
Различают следующие методы взрывных работ: - метод скважинных зарядов: метод котловых зарядов; метод шпуровых зарядов; метод камерных зарядов, метод накладных зарядов.
Метод скважинных зарядов (Рис. 4.3,а.) заключается в размещении зарядов ВВ в скважинах диаметром 75¸560 мм и глубиной 5¸30 м ( иногда до 50 м).
Метод котловых зарядов (Рис. 4.3, б) заключается в размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин с помощью специальных буровых расширителей или прострелов скважин взрывами небольших зарядов. Этот метод применяют при невозможности размещения в скважине требуемой массы ВВ, наличии в нижней части уступа крепких пород, обрушении высоких уступов полускальных пород и при проведении полутраншей на косогоре.
Метод шпуровых зарядов (Рис. 4.3, в) заключается в размещении зарядов ВВ в шпурах. Применим при малом объеме взрывных работ, раздельной выемке руд различного качества, добыче особо ценных п.и. с целью сохранения их структуры и исключения их переизмельчения, дроблении негабарита, ликвидации порогов на подошве уступов, заоткоске уступов и др.
Метод камерных зарядов (Рис. 4.3, г и д) предусматривает размещение сосредоточенных зарядов ВВ массой от нескольких до сотен тонн в специальных камерах. Применяют при организации взрывных работ на выброс и сброс (в гористых условиях), при создании траншей, котлованов, плотин, насыпей.
Метод накладных зарядов (Рис. 4.3, г) заключается в размещении зарядов ВВ на поверхности разрушаемых объектов. Применяется при дроблении негабаритов и на вспомогательных работах в труднодоступных местах.
3.2.3.2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН
Основными параметрами взрывных скважин является их диаметр dс глубина Lс, перебур lп и угол наклона bс (Рис. 4.4.).
Диаметр скважин (от 75 до 600 мм) выбирается с учетом физико-технических характеристик пород, требуемой степени дробления и объема горных работ. Скважины малого диаметра применяются в крепких трудновзрываемых породах, а скважины большого диаметра - в породах легко и средневзрываемых при использовании мощного погрузочного оборудования.
Глубина скважин (м) зависит от высоты уступа hу, угла их наклона и определяется по формуле
Перебур скважин необходим для хорошей проработке подошвы уступа. Величина перебура устанавливается в зависимости от высоты уступа, линии сопротивления по подошве, диаметра скважин, свойств применяемого ВВ, физико-технических свойств пород, условий их залегания. Ориентировочно перебур определяется по формуле
, м
Меньшее значение для легковзрываемых пород (иногда, lп < 10dс), большее (иногда, lп > 15dс) - для трудновзрываемых пород при многорядном короткозамедленном взрывании.
Угол наклона скважиныНаибольшее распространение на карьерах получили вертикальные скважины т.к. При их бурении отмечается наивысшая производительность буровых станков и средств заряжания скважин.
Наклонные скважины бурят под углом βс = 600-850. При βс = α ( α - угол откоса уступа) сопротивление пород взрыванию постоянно по высоте уступа. Обеспечивает равномернрое дробление и пород и хорошую проработку подошвы уступа.